專利名稱：燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置，它具有一個(gè)串接在燃?xì)廨啓C(jī)煙氣側(cè)后面的廢熱蒸汽發(fā)生器，該廢熱蒸汽發(fā)生器的加熱面連接在一個(gè)蒸汽輪機(jī)的水-汽循環(huán)里面，該燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置還具有一個(gè)設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室前面的燃料系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個(gè)用于礦物燃料的氣化裝置和從該氣化裝置分支出來并通入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的一根燃?xì)夤艿?。在此，?fù)責(zé)燃?xì)鈨艋牟考ǔ＿B接在該燃?xì)夤艿乐小?br> 這種設(shè)備例如已由英國專利GB-A 2 234 984公開。
為了在氣化的礦物燃料或合成燃?xì)獾娜紵^程中減少有害物質(zhì)排放，可以將一個(gè)飽和器連接在燃?xì)夤艿览锩?，合成燃?xì)庠陲柡推骼锩嬖谠O(shè)備運(yùn)行過程中被水蒸汽加載。為此，合成燃?xì)庀鄬τ谝还杀惠斔偷揭粋€(gè)被稱作飽和器循環(huán)的水循環(huán)里面的水流反向地流過飽和器。為了得到特別高的效率，來自水-汽循環(huán)的熱量被耦合到所述飽和器循環(huán)中。
通過在飽和器中與輸送到飽和器循環(huán)里的加熱水流接觸，氣化燃料通過水蒸汽飽和并在有限的范圍內(nèi)被加熱?；跓崮芗夹g(shù)以及運(yùn)行方面的原因，需要借助一個(gè)熱交換器在燃料輸入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中前進(jìn)一步加熱燃料。
為了保證燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置特別可靠地運(yùn)行，應(yīng)該能夠隨時(shí)停止將合成燃?xì)廨斎肴細(xì)廨啓C(jī)燃燒室。為此通常在燃燒室前面的燃?xì)夤艿乐羞B接一快速關(guān)閉附件。該快速關(guān)閉附件在必要時(shí)能夠以特別短的時(shí)間阻斷燃?xì)夤艿?，使得合成燃?xì)獠荒苓M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中。
基于有關(guān)安全技術(shù)方面的規(guī)定，所述燃料系統(tǒng)通常包括一個(gè)燃?xì)忾y。該燃?xì)忾y(Gasschloss)包括兩個(gè)附件，例如兩個(gè)球形旋塞，它們用于打開或關(guān)閉燃?xì)饬?。在這兩個(gè)附件之間連接中間卸載器或排出管。該中間卸載器可以連接到一個(gè)火炬，通過火炬可以將多余的燃?xì)鉄簟４嬷虚g卸載器也可以連接排出管，該排出管負(fù)責(zé)使燃?xì)獠涣鹘?jīng)燃?xì)忾y附件。即燃?xì)忾y將燃料系統(tǒng)氣密地分隔成第一區(qū)域或位于該燃?xì)忾y上游的氣化系統(tǒng)與第二區(qū)域或位于該燃?xì)忾y下游的所謂燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)。
具有氣化裝置的一個(gè)燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置不僅可以通過燃燒例如由煤或殘油制成的合成燃?xì)鈦磉\(yùn)行，也可以通過燃燒其它燃料如天然氣來運(yùn)行。在由合成燃?xì)庾儞Q到其它燃料時(shí)或相反由其它燃料變換到合成燃?xì)鈺r(shí)，出于安全技術(shù)方面的原因需要用一種惰性介質(zhì)如氮?dú)饣蛘羝麑θ細(xì)忾y與燃燒室之間的區(qū)域，即燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。由于有待沖洗的區(qū)域(該區(qū)域可能還包括熱交換器)體積很大，因此不僅需要往前而且還需要往后沖洗這個(gè)區(qū)域，以便達(dá)到幾乎全部置換合成燃?xì)饣蚱渌剂弦约翱赡苡扇細(xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)滲透進(jìn)來的煙氣。但是基于有待沖洗的容積尺寸較大，采用純氮?dú)膺M(jìn)行沖洗被證實(shí)是不經(jīng)濟(jì)的。而采用蒸汽沖洗又要以制備蒸汽為前提，由此使沖洗過程通常取決于蒸汽輪機(jī)裝置的廢熱蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行。此外，要么需要對來自廢熱蒸汽發(fā)生器的蒸汽進(jìn)行冷卻要么需要避免部件遭受高溫蒸汽破壞，因此沖洗過程的準(zhǔn)備工作同樣需要很大花費(fèi)。此外，還需要昂貴的排水系統(tǒng)并且要防止被蒸汽加載的系統(tǒng)受腐蝕。
包括向前向后沖洗的沖洗方案使得在沖洗過程中的控制方案特別復(fù)雜，并導(dǎo)致對于設(shè)備運(yùn)行需要一套特別麻煩的操縱方式。此外這種沖洗方案會導(dǎo)致相對長的設(shè)備起動和停機(jī)時(shí)間。
本發(fā)明的目的在于提供一種上述類型的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置，使得在變換輸入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的燃?xì)鈺r(shí)，能夠以特別簡單的方法對燃料系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。此外本發(fā)明的另一目的在于提供一種方法，該方法能夠以特別短的時(shí)間和特別簡單的方法對燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置的燃料系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。
按照本發(fā)明，上述第一個(gè)目的這樣來實(shí)現(xiàn)，即，在燃?xì)夤艿乐羞B接一燃?xì)忾y，其中，該燃?xì)忾y設(shè)置在燃燒室上游并包括一個(gè)快速關(guān)閉附件、一個(gè)卸壓或過壓系統(tǒng)和一個(gè)燃?xì)忾y附件。
在此本發(fā)明源自如下考慮如果在變換輸入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的燃?xì)鈺r(shí)有待沖洗的容積較小，則可以保證特別可靠地置換合成燃?xì)饣蚱渌剂弦约翱赡軄碜匀剂舷到y(tǒng)的煙氣。此外，已表明對于較小的有待沖洗容積僅在一個(gè)方向上沖洗就足夠了，由此可以省去用于沖洗過程的復(fù)雜控制機(jī)構(gòu)。沖洗只向前進(jìn)行，亦即僅在朝向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的方向上進(jìn)行。可以選擇用蒸汽或氮?dú)?、例如純氮?dú)鈦頉_洗。由于有待沖洗的容積較小使得氮?dú)鉀_洗也是經(jīng)濟(jì)的。此外，蒸汽輪機(jī)不必為沖洗過程排出蒸汽，排出蒸汽將特別明顯地降低燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置的總效率。另外，由于不產(chǎn)生或只產(chǎn)生微小的腐蝕現(xiàn)象，因此可以不使用高合金鋼材。
較小的有待沖洗容積可以通過緊湊的部件設(shè)置而實(shí)現(xiàn)。如果燃?xì)忾y與快速關(guān)閉附件相鄰地設(shè)置，則快速關(guān)閉附件可以承擔(dān)起存在于燃?xì)忾y里面的附件的功能，由此可以省去這個(gè)附件并使燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)有待被沖洗的容積降至特別小。
作為燃?xì)忾y附件通常采用具有很好氣密性的球形旋塞或球形閥?？焖訇P(guān)閉附件通常由快速關(guān)閉氣門構(gòu)成。但是在此可以根據(jù)附件的結(jié)構(gòu)尺寸使用任何其它的快速閉合附件，例如適合的閥門。
在本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)必要時(shí)連接在燃?xì)夤艿乐械臒峤粨Q器設(shè)置在燃?xì)忾y上游。由此也可以減少燃?xì)夂驼羝钙窖b置中有待沖洗的容積。例如可以將熱交換器的初級側(cè)連接到位于氣化裝置與一個(gè)同樣設(shè)置在燃?xì)忾y上游的飽和器之間的燃?xì)夤艿郎?。該熱交換器將流入飽和器中的合成燃?xì)獾臒崃總鬟f給從飽和器排出的合成燃?xì)?。因此這樣一種也可以稱作合成燃?xì)?熱交換器的熱交換器至少部分地起到導(dǎo)引旁通飽和器熱量的作用，由此通過加熱合成燃?xì)馐褂捎诤铣扇細(xì)庖鸬恼麄€(gè)過程的熱動力損失保持得特別小。因?yàn)樵诮K端溫度恒定的邊界條件下可以將相對較多的熱量傳遞給由飽和器排出的合成燃?xì)?，所以通過這種布置可以實(shí)現(xiàn)特別有效的熱交換。
當(dāng)然，也可以設(shè)想選擇連接熱交換器的其它結(jié)構(gòu)，例如通過加載熱的供水或蒸汽來預(yù)熱合成燃?xì)狻?br> 為了使合成燃?xì)馀c氮?dú)饣旌?，一個(gè)混合裝置在用于給合成燃?xì)饧虞d水蒸汽的飽和器上游被連接到燃?xì)夤艿乐?。為了在合成燃?xì)馊紵龝r(shí)保持特別低的NOx臨界值，可將氮?dú)饣烊牒铣扇細(xì)庵小?br> 沖洗管道比較有利地是緊接在燃?xì)忾y附件下游直接通入燃?xì)夤艿乐?。通過這種方法保證在燃?xì)忾y附件與燃燒室之間的燃料系統(tǒng)能被可靠沖洗。基于燃料系統(tǒng)緊湊的結(jié)構(gòu)方式，所需的沖洗量降至特別低，由此使設(shè)備可特別經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。使用氮?dú)饣蚱渌栊越橘|(zhì)沖洗燃料系統(tǒng)與使用蒸汽進(jìn)行沖洗相比具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闊o需象通過蒸汽進(jìn)行沖洗那樣通過管道系統(tǒng)排水。此外可以與水-汽系統(tǒng)無關(guān)地提供氮?dú)饣蚱渌栊越橘|(zhì)。另外，氮?dú)饣蚱渌栊越橘|(zhì)還具有與由裝置中取出蒸汽相比較低的溫度，由此可以省去對不許用高溫的部件的保護(hù)。此外不產(chǎn)生或只產(chǎn)生微小的腐蝕可能性，因此不必使用高合金鋼材。但是如果存在蒸汽，從原理上講也可以采用蒸汽進(jìn)行沖洗。對于氮?dú)鉀_洗或除蒸汽以外的其它惰性介質(zhì)沖洗采用一個(gè)中間儲罐是具有優(yōu)點(diǎn)的。通過該中間儲罐使得在惰性介質(zhì)制備系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也保證實(shí)現(xiàn)沖洗。
為了保證近乎完全置換高溫下在氣化裝置中的礦物燃料，通常從空氣分解裝置中輸出氧氣，同時(shí)產(chǎn)生氮?dú)?。這些氮?dú)?、尤其是所產(chǎn)生的純氮?dú)饪梢杂脕磉M(jìn)行沖洗。為此可有利地將中間儲罐通過一根輸送管道連接到空氣分解裝置上。
比較有利地是將一根備用管道通入從空氣分解裝置分出的輸送管道中，該備用管道的輸入端與一個(gè)氮?dú)?、尤其是純氮?dú)獾木o急充入系統(tǒng)相連。由此可以特別可靠地保證在空氣分解裝置出現(xiàn)故障時(shí)也能夠以氮?dú)?、尤其是純氮?dú)鉀_洗燃料系統(tǒng)。
此外，所述具有必要時(shí)連接到空氣分解裝置上的中間儲罐的沖洗系統(tǒng)也可以沒有上述專用燃?xì)忾y結(jié)構(gòu)地安裝在燃?xì)夂驼羝钙窖b置中。
本發(fā)明的上述另一目的通過一種用于沖洗燃?xì)夂驼羝啓C(jī)裝置的燃料系統(tǒng)的方法這樣來實(shí)現(xiàn)，即，向前、亦即朝燃燒室方向沖洗位于燃?xì)忾y與燃燒室之間的燃料系統(tǒng)。通過只向前方?jīng)_洗，使沖洗用時(shí)間降至特別少，由此特別經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)從合成燃?xì)獾狡渌剂系淖儞Q。
如果規(guī)定用氮?dú)膺M(jìn)行沖洗，則氮?dú)饪捎欣厝∽钥諝夥纸庋b置。為此在空氣分解裝置中產(chǎn)生的氮?dú)狻⒂绕涫羌兊獨(dú)馔ㄟ^輸送管道輸送到中間儲罐中。這樣在需要沖洗燃料系統(tǒng)時(shí)可以由中間儲罐將純氮?dú)廨斎肴細(xì)夤艿乐小?br> 比較有利的是，利用一種輸送到燃?xì)忾y附件與調(diào)節(jié)附件之間的惰性沖洗介質(zhì)向前沖洗位于燃燒室與燃?xì)忾y之間的燃料系統(tǒng)。與燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)一樣，必須依據(jù)安全技術(shù)條例也用一種惰性介質(zhì)沖洗氣化裝置與燃?xì)忾y之間的氣化系統(tǒng)。為此通常采用氮?dú)狻⒂绕涫羌兊獨(dú)饣蛱幱谒鑹毫λ降恼羝鳛槎栊越橘|(zhì)。沖洗程序的方案和邊界條件取決于所采用的氣化方法。
下面借助于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖中


圖1示出一個(gè)燃?xì)夂驼羝钙窖b置，其中，一個(gè)具有氣化裝置的燃料系統(tǒng)設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)之前；圖2為圖1視圖的一部分。
附圖所示燃?xì)夂驼羝钙窖b置包括一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a和一個(gè)蒸汽輪機(jī)裝置1b。該燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a包括一個(gè)與一空氣壓縮機(jī)4連接的燃?xì)廨啓C(jī)2和一個(gè)前置于燃?xì)廨啓C(jī)2的燃燒室6，該燃燒室與空氣壓縮機(jī)4的一根壓力空氣管道8相連。燃?xì)廨啓C(jī)2和空氣壓縮機(jī)4以及發(fā)電機(jī)10共同位于一根公共軸12上。
蒸汽輪機(jī)裝置1b包括一個(gè)與一發(fā)電機(jī)22連接的蒸汽輪機(jī)20和一個(gè)在一水-汽循環(huán)中連接在蒸汽輪機(jī)20之后的冷凝器26以及一個(gè)廢熱蒸汽發(fā)生器30。所述蒸汽輪機(jī)20由第一壓力級或高壓段20a和第二壓力級或中壓段20b以及第三壓力級或低壓段20c組成，它們共同通過一根公共軸32驅(qū)動發(fā)電機(jī)22。
為了將在燃?xì)廨啓C(jī)2中膨脹作功后的工作介質(zhì)AM或煙氣輸入廢熱蒸汽發(fā)生器30中，將一根煙氣管道34連接到廢熱蒸汽發(fā)生器30的入口30a。由燃?xì)廨啓C(jī)2排出的工作介質(zhì)AM之后通過該廢熱蒸汽發(fā)生器30的出口30b離開廢熱蒸汽發(fā)生器30通向一個(gè)圖中未示出的煙囪。
廢熱蒸汽發(fā)生器30包括一個(gè)冷凝液預(yù)熱器40，該冷凝液預(yù)熱器可以在輸入端通過一根有冷凝液泵44接入其中的冷凝液管道42被饋入來自冷凝器26的冷凝液K。該冷凝液預(yù)熱器40在輸出端則通過一根管道45連接到一根供水容器46。為了在必要時(shí)使冷凝液預(yù)熱器40旁通，可以另外通過一根沒有示出的旁通管道將冷凝液管道42直接連接到供水容器46上。供水容器46可通過一根管道47連接到一個(gè)帶有中壓抽頭的高壓供水泵48上。
高壓供水泵48將由供水容器46流出的供水S提高到一個(gè)適合于從屬于蒸汽輪機(jī)20高壓段20a的水-汽循環(huán)24高壓級50的壓力水平。處于高壓下的供水S可以通過一個(gè)供水預(yù)熱器52輸送到高壓級50中，該供水預(yù)熱器在出口端通過一根可以用一閥門54截止的供水管道56連接到一高壓汽包58。高壓汽包58與一個(gè)設(shè)置在廢熱蒸汽發(fā)生器30里面的高壓蒸發(fā)器60連接，形成一個(gè)水-汽循環(huán)62。為了排出新汽F，高壓汽包58連接到一個(gè)設(shè)置在廢熱蒸汽發(fā)生器30里面的高壓過熱器64，該高壓過熱器64在出口端與蒸汽輪機(jī)20高壓段20a的蒸汽進(jìn)口66連接。
蒸汽輪機(jī)20高壓段20a的蒸汽出口68通過一個(gè)中間過熱器70連接到蒸汽輪機(jī)20中壓段20b的蒸汽進(jìn)口72。中壓段20b的蒸汽出口74則通過一根溢流管76與蒸汽輪機(jī)20低壓段20c的蒸汽進(jìn)口78連接。蒸汽輪機(jī)20低壓段20c的蒸汽出口80通過一根蒸汽管道82連接到冷凝器26，由此實(shí)現(xiàn)一個(gè)封閉的水-汽循環(huán)。
此外，從高壓供水泵48在冷凝液K達(dá)到中壓的抽取點(diǎn)上分出一根分支管道84。該分支管道通過另一供水預(yù)熱器86或中壓-燃料節(jié)省器與一個(gè)從屬于蒸汽輪機(jī)20中壓段20b的水-汽循環(huán)中壓級90連接。為此第二供水預(yù)熱器86在出口端通過一根可以用一閥門92截止的供水管道94連接到中壓級90的中壓汽包96上。該中壓汽包96與一個(gè)設(shè)置在廢熱蒸汽發(fā)生器30里面的作為中壓蒸發(fā)器的加熱面98連接，形成一個(gè)水-汽循環(huán)100。為了排出中壓新汽F′，中壓汽包96通過一根蒸汽管道102連接到中壓過熱器70并由此連接到蒸汽輪機(jī)20中壓段20b的蒸汽進(jìn)口72上。
從管道47分支出另一個(gè)配有低壓供水泵107并可以用一閥門108截止的管道110，該管道連接到從屬于蒸汽輪機(jī)20低壓段20c的水-汽循環(huán)24的低壓級120。該低壓級120包括一低壓汽包122，該汽包與一個(gè)設(shè)置在廢熱蒸汽發(fā)生器30里面的作為低壓蒸發(fā)器的加熱面124連接，形成一個(gè)水-汽循環(huán)126。為了排出低壓新汽F”，低壓汽包122通過一根接有低壓過熱器128的蒸汽管道127連接到溢流管道76。因此燃?xì)夂驼羝钙窖b置1的水-汽循環(huán)24在本實(shí)施方式中包括三個(gè)壓力級50，90，120。但是也可以選擇配置更少的壓力級，尤其是兩個(gè)壓力級。
燃?xì)廨啓C(jī)1a設(shè)計(jì)成可以通過燃燒氣化粗煤氣或氣化一種礦物燃料B所產(chǎn)生的合成燃?xì)釹G來運(yùn)行。作為合成燃?xì)饫缈梢允菤饣夯驓饣?。為此燃?xì)廨啓C(jī)裝置1a包括一個(gè)燃料系統(tǒng)129，通過該系統(tǒng)可以向燃?xì)廨啓C(jī)2的燃燒室6輸送合成燃?xì)釹G。燃料系統(tǒng)129包括一根燃?xì)夤艿?30，該管道將氣化裝置132與燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室6連接起來?？梢酝ㄟ^一個(gè)進(jìn)料系統(tǒng)134將作為礦物燃料B的煤、天然氣或油輸入氣化裝置132中。此外，所述燃料系統(tǒng)129還包括一些連接在氣化裝置132與燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒室6之間的燃?xì)夤艿?30中的裝置。
為了制備氣化礦物燃料B所必需的氧氣O2，氣化裝置132通過一根氧氣管道136連接在從屬于燃料系統(tǒng)129的一個(gè)空氣分解裝置138之后?？諝夥纸庋b置138在輸入端可以加載空氣流L，該空氣流由第一分氣流T1和第二分氣流T2合并而成。第一分氣流T1取自在空氣壓縮機(jī)4中被壓縮的空氣。為此空氣分解裝置138的輸入端與一根抽取空氣管道140連接，該管道在分支點(diǎn)142從壓縮空氣管道8上分支出來。此外另一空氣管道143通入抽取空氣管道140中，一個(gè)附加的空氣壓縮機(jī)144連接在這另一空氣管道143中并可以通過該管道將第二分氣流T2輸送到空氣分解裝置138中。因此，在本實(shí)施方式中流進(jìn)空氣分解裝置138的總氣流L由從壓縮空氣管道8分支出來的分氣流T1和由附加空氣壓縮機(jī)144所提供的空氣流T2所組成。這種連接方案也稱為分部組合(teilintegriertes)的設(shè)備方案。在另一可選擇的結(jié)構(gòu)中，即所謂的全組合(vollintegriertes)設(shè)備方案中，可以將另一空氣管道143連同附加的空氣壓縮機(jī)144省去，使得對空氣分解裝置138的供氣完全由取自壓縮空氣管道8的分氣流T1產(chǎn)生。
在空氣分解裝置138中分解空氣流L時(shí)，除了產(chǎn)生氧氣O2還附加地產(chǎn)生有氮?dú)釴2，該氮?dú)馔ㄟ^一根連接到空氣分解裝置138上的氮?dú)夤艿?45輸送到一個(gè)混合裝置146并在那里與合成燃?xì)釹G混合。在此混合裝置146中形成特別均勻且無縷的氮?dú)釴2與合成燃?xì)釹G的混合物。
由氣化裝置132流出的合成燃?xì)釹G通過燃?xì)夤艿?30首先到達(dá)一個(gè)合成燃?xì)?廢熱蒸汽發(fā)生器147，在該廢熱蒸汽發(fā)生器中通過與一種流動介質(zhì)的熱交換使合成燃?xì)釹G冷卻。在這個(gè)熱交換中產(chǎn)生的高壓蒸汽可通過圖中沒有示出的方法輸送到水-汽循環(huán)24的高壓級50。
沿合成燃?xì)釹G的流動方向看過去，在合成燃?xì)?廢熱蒸汽發(fā)生器147的后面，混合裝置146的前面在燃?xì)夤艿?30中連接有用于合成燃?xì)釹G的一個(gè)除塵裝置148和一個(gè)脫硫裝置149。在另一結(jié)構(gòu)中，尤其是在以油作為燃料的氣化過程中，代替除塵裝置148的也可以是一個(gè)煙灰清洗裝置。
為了在燃燒室6中燃燒氣化燃料時(shí)只產(chǎn)生特別少的有害排放物質(zhì)，氣化燃料在進(jìn)入燃燒室6之前可加載水蒸汽。這一點(diǎn)能夠以在熱工學(xué)上特別有利的方法在一個(gè)飽和器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。為此在燃?xì)夤艿?30上連接一個(gè)飽和器150，在飽和器中氣化的燃料與被加熱的飽和水對流。在此，飽和器水在一個(gè)連接到飽和器150上的飽和器循環(huán)152中循環(huán)，在該循環(huán)中連接有一循環(huán)泵154以及用于預(yù)熱飽和水的一個(gè)熱交換器156。該熱交換器156在其初級側(cè)加載來自水-汽循環(huán)24中壓級90的預(yù)熱供水。為了補(bǔ)償在氣化燃料飽和過程中出現(xiàn)的飽和水損失，在飽和器循環(huán)152上連接有一補(bǔ)水管158。
沿合成燃?xì)釹G的流動方向看過去，在飽和器150后面一個(gè)起到合成燃?xì)?混合氣體熱交換器作用的熱交換器159在其次級側(cè)連接到燃?xì)夤艿?30上。該熱交換器159的初級側(cè)在除塵裝置148前面的一個(gè)位置處同樣連接在燃?xì)夤艿?30中，使得流向除塵裝置148的合成燃?xì)釹G將其部分熱量傳遞給由飽和器150排出的合成燃?xì)釹G。在此，即便在一個(gè)與其它部分有關(guān)的變化連接方案中，也可以在合成燃?xì)釹G進(jìn)入脫硫裝置149之前通過熱交換器159來導(dǎo)引輸送合成燃?xì)釹G。尤其是在接入一個(gè)煙灰清洗裝置的情況下，熱交換器優(yōu)選沿合成燃?xì)獾牧鲃臃较蛟O(shè)置在煙灰清洗裝置下游。
另一熱交換器160在其次級側(cè)連接在飽和器150與熱交換器159之間的燃?xì)夤艿?30中，該熱交換器在其初級側(cè)可以采取供水加熱或蒸汽加熱。在此，通過設(shè)計(jì)成合成燃?xì)?純?nèi)細(xì)鉄峤粨Q器的熱交換器159和熱交換器160保證在燃?xì)夂驼羝啓C(jī)裝置1不同運(yùn)行狀態(tài)下也能夠使流向燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒室6的合成燃?xì)釹G得到特別可靠的預(yù)熱。
為了冷卻輸送到空氣分解裝置138的、也被稱作抽取空氣的壓縮空氣分氣流T1，一個(gè)熱交換器162在初級側(cè)連接到抽取空氣管道140中，該熱交換器的次級側(cè)設(shè)計(jì)成用于一種流動介質(zhì)S’的中壓蒸發(fā)器。為了形成一蒸發(fā)器循環(huán)163，該熱交換器162與一個(gè)設(shè)計(jì)成中壓汽包的水-汽汽包164連接。該水-汽汽包164通過管道166，168與配屬于水-汽循環(huán)100的中壓汽包96連接。但是也可以選擇將熱交換器162的次級側(cè)直接連接到中壓汽包96上。在本實(shí)施方式中，所述水-汽汽包164也可以間接地連接到由中壓蒸發(fā)器構(gòu)成的加熱面98上。此外為了補(bǔ)充被蒸發(fā)掉的流體介質(zhì)S’，將一根供水管道170連接到該水-汽汽包164上。
沿壓縮空氣分氣流T1的流動方向看過去，在熱交換器162后面還有另一個(gè)熱交換器172也連接到抽取空氣管道140中，該熱交換器172在次級側(cè)被設(shè)計(jì)成用于一種流體介質(zhì)S”的低壓蒸發(fā)器。在此為了形成一個(gè)蒸發(fā)器循環(huán)174，該熱交換器172連接到一個(gè)由低壓汽包構(gòu)成的水-汽汽包176上。在本實(shí)施方式中，該水-汽汽包176通過管道178，180連接到從屬于水-汽循環(huán)126的低壓汽包122上并因此間接地與由低壓蒸發(fā)器構(gòu)成的加熱面124連接。但是也可以選擇以其它適當(dāng)?shù)姆绞竭B接水-汽汽包176，例如從水-汽汽包176抽取出的蒸汽可以作為過程蒸汽和/或加熱蒸汽輸送給一個(gè)分用戶。在另一可選擇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，熱交換器172在次級側(cè)也可以直接連接到低壓汽包122上。此外水-汽汽包176還與一根供水管道182連接。
所述蒸發(fā)器循環(huán)163，174可以分別設(shè)計(jì)成強(qiáng)制循環(huán)，其中通流介質(zhì)S’或S”的循環(huán)通過循環(huán)泵保證，并且流體介質(zhì)S’，S”在由蒸發(fā)器構(gòu)成的熱交換器162或172中至少部分被蒸發(fā)。但是在本實(shí)施方式中，蒸發(fā)器循環(huán)163和174都設(shè)計(jì)成自然循環(huán)，其中，流體介質(zhì)S’或S”的循環(huán)通過在蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的壓差和/或通過各熱交換器162或172和各水-汽汽包164或176基于大地測量(geodaetische)的布置來保證。對于這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在蒸發(fā)器循環(huán)163或174上分別只連接一個(gè)相對來說較小尺寸的循環(huán)泵，以用于起動系統(tǒng)。
為了將熱量耦合到飽和器循環(huán)152中，除了將從供水預(yù)熱器86后面分支出來的已加熱的供水輸入熱交換器156中，還要設(shè)置一個(gè)飽和水-熱交換器184，該熱交換器184在其初級側(cè)可加載來自供水容器46的供水S。為此，飽和水-熱交換器184在其初級側(cè)輸入端通過一根管道186連接到分支管道84而在輸出端則通過一根管道188連接到供水容器46。為了對由飽和水-熱交換器184中流出的已冷卻的供水S進(jìn)行再加熱，將一個(gè)附加的熱交換器190連接到管道188上，該熱交換器190的初級側(cè)串接在抽取空氣管道140中的熱交換器172之后。通過這樣一種布置，可以實(shí)現(xiàn)特別高的從抽取空氣中的熱量回收并因此實(shí)現(xiàn)特別高的燃?xì)夂驼羝钙窖b置1效率。
沿分氣流T1的流動方向看過去，在熱交換器172與熱交換器190之間從抽取空氣管道140上分支出一根冷卻空氣管道192，通過該管道可以將已冷卻的空氣分氣流T1中的一股分量T’作為葉片冷卻用冷卻空氣輸送給燃?xì)廨啓C(jī)2。
在起動燃料系統(tǒng)129時(shí)需要進(jìn)行沖洗?？梢赃@樣來進(jìn)行沖洗，即，在一個(gè)或多個(gè)步驟中單獨(dú)利用氮?dú)鈱θ剂蠚饣到y(tǒng)129的第一區(qū)域和第二區(qū)域進(jìn)行沖洗。所述氣化系統(tǒng)或第一區(qū)域與燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)或第二區(qū)域通過一個(gè)處于部位236中的燃?xì)忾y200相互分開。所述氣化系統(tǒng)包括氣化裝置132和到燃?xì)忾y200之前的裝置，而燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)包括燃?xì)忾y200和連接在其后的到燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒室6之前的裝置。
在圖2中示出燃?xì)忾y200的細(xì)節(jié)(部位236的放大圖)和在燃?xì)夤艿?30中的設(shè)置，該燃?xì)夤艿涝趫D1A中可看出。燃?xì)忾y200設(shè)置在燃?xì)夤艿?30中熱交換器159后面。該燃?xì)忾y包括一個(gè)設(shè)置在燃?xì)夤艿?30中的快速關(guān)閉附件202，該附件之后緊接著串接一個(gè)設(shè)計(jì)成球形旋塞的燃?xì)忾y附件204。通過在燃?xì)忾y附件202上游安設(shè)的廢氣管道207，在斷開氣化裝置后沖洗時(shí)或在沖洗飽和器和串接其后的熱交換器時(shí)的剩余氣體被排放給一個(gè)火炬。廢氣管道207及其從屬附件用于作為燃?xì)忾y的卸壓系統(tǒng)206。通過燃?xì)忾y200燃?xì)夤艿?30可以被氣密地截止，并可以在需要時(shí)通過快速關(guān)閉附件202在特別短的時(shí)間里關(guān)閉。
連接到燃?xì)夤艿?30上的一個(gè)調(diào)節(jié)附件208直接串接在燃?xì)忾y200之后，該調(diào)節(jié)附件208在所有負(fù)載情況下調(diào)節(jié)輸入燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流。
為了以氮?dú)釴2沖洗氣化系統(tǒng)或燃料系統(tǒng)的第一區(qū)域，即從氣化裝置132直到燃?xì)忾y200之前的裝置，從空氣分解裝置138中抽取純氮?dú)釸-N2。為此，在空氣分解裝置138中通過分解空氣流L所產(chǎn)生的氮?dú)釴2作為純氮?dú)釸-N2通過一根輸送管道210由空氣分解裝置138中排出。從第一輸送管道210分支出一根可以用閥門212截止的分支管道214，為了沖洗燃料系統(tǒng)129的第一區(qū)域，該分支管道214通入礦物燃料B的氣化裝置132中。
在以氮?dú)釴2作為沖洗劑沖洗第二區(qū)域或燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)129時(shí)，同樣可采用純氮?dú)釸-N2。為此，輸送管道210通入一個(gè)氮?dú)鈨?20中。另外還有一根可以用閥門222截止的備用管道224附加地通入輸送管道210中，該備用管道224在輸入端連接到一個(gè)純氮?dú)釸-N2的緊急充入系統(tǒng)226。通過將氮?dú)鈨?20不僅連接到空氣分解裝置138而且連接到緊急充入系統(tǒng)226，使氮?dú)鈨薏粌H可以灌充來自空氣分解裝置138的純氮?dú)釸-N2而且可以灌充來自緊急充入系統(tǒng)226的純氮?dú)釸-N2。由此在空氣分解裝置138出現(xiàn)故障時(shí)，也能保證特別可靠地沖洗氣化系統(tǒng)129。在此這樣設(shè)計(jì)氮?dú)鈨?26尺寸，使其滿足沖洗過程對純氮?dú)釸-N2包括足夠備用容積的需求。氮?dú)鈨?20在輸出端通過一根氮?dú)夤艿?28連接到燃?xì)夤艿?30。沿合成燃?xì)釹G的流動方向直接在燃?xì)忾y200之后，亦即在燃?xì)忾y附件204之后實(shí)現(xiàn)氮?dú)夤艿?28通入燃?xì)夤艿?30中。
為了輸出在空氣分解裝置138中產(chǎn)生的非純氮?dú)釻-N2，從空氣分解裝置138分支出第二輸送管道230，該管道通入混合裝置146中。在混合裝置146中非純氮?dú)釻-N2混入合成燃?xì)釹G，用于減少燃?xì)廨啓C(jī)的NOx排放。在此，混合裝置146設(shè)計(jì)成可特別均勻且無縷(straehnenfrei)地使氮?dú)釴2與合成燃?xì)釹G混合。
對于燃?xì)廨啓C(jī)2每一次從合成燃?xì)釹G轉(zhuǎn)換到另一種燃料，亦即在更換輸送到燃燒室6中的燃?xì)鈺r(shí)，要以氮?dú)鉀_洗燃?xì)廨啓C(jī)的燃料系統(tǒng)129。出于安全技術(shù)方面的原因，通過該沖洗過程必須能將位于燃?xì)廨啓C(jī)燃料系統(tǒng)129中的合成燃?xì)釹G近乎完全置換。
為了以純氮?dú)釸-N2沖洗燃料系統(tǒng)129或氣化系統(tǒng)的第一區(qū)域，通過輸送管道210和分支管道214向氣化裝置132送進(jìn)純氮?dú)釸-N2。在此一般規(guī)定在較長的時(shí)間里以足夠大劑量的純氮?dú)釸-N2作為沖洗介質(zhì)向前沖洗氣化裝置132與燃?xì)忾y200之間的區(qū)域，以保證將合成燃?xì)釹G從燃料系統(tǒng)129的這個(gè)區(qū)域中置換出。沖洗過程產(chǎn)生的廢氣通過設(shè)置在燃?xì)忾y200上游的廢氣管道207從氣化系統(tǒng)129中排出。
位于燃?xì)忾y200與燃?xì)廨啓C(jī)2燃燒室6之間的燃料系統(tǒng)通過純氮?dú)釸-N2向前方向沖洗。為此在空氣分解裝置138中產(chǎn)生的純氮?dú)釸-N2通過氮?dú)夤艿?28輸送到燃?xì)夤艿?30。由于這個(gè)系統(tǒng)的容積較小，因此通過純氮?dú)釸-N2向前沖洗就足夠了。
通過包括一個(gè)快速關(guān)閉附件202、一個(gè)連接到火炬的卸壓系統(tǒng)206和一個(gè)燃?xì)忾y附件204的所述燃?xì)忾y200的緊湊結(jié)構(gòu)以及燃?xì)忾y200沿合成燃?xì)釹G的流向在熱交換器159后面的布置，使燃?xì)廨啓C(jī)2從合成燃?xì)釹G轉(zhuǎn)換到其它燃料時(shí)所需的對燃料系統(tǒng)129的沖洗可以特別簡單且在特別短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并且這一點(diǎn)通過相對較少數(shù)量的部件和特別有利的部件布置來實(shí)現(xiàn)，由此使有待沖洗的容積降至特別小。在燃?xì)夂驼羝钙窖b置的起動過程中也需要沖洗。由于能夠與廢熱蒸汽發(fā)生器30狀態(tài)無關(guān)地制備氮?dú)?，所以?guī)定用氮?dú)膺M(jìn)行沖洗被證實(shí)是特別有利的。燃?xì)夂驼羝钙窖b置1因此可以特別可靠地運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，它具有一個(gè)串接在一燃?xì)廨啓C(jī)(2)煙氣側(cè)后的廢熱蒸汽發(fā)生器(30)，該廢熱蒸汽發(fā)生器的加熱面連接在一蒸汽輪機(jī)(20)的水-汽循環(huán)(24)中，該燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置還具有一個(gè)設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)(2)燃燒室(6)之前的燃料系統(tǒng)(129)，該系統(tǒng)包括一個(gè)礦物燃料(B)的氣化裝置(132)和一根從該氣化裝置(132)分支出來并通向燃?xì)廨啓C(jī)(2)燃燒室(6)的燃?xì)夤艿?130)，其特征在于，在燃燒室(6)的上游，有一個(gè)燃?xì)忾y(200)連接到燃?xì)夤艿?130)中，該燃?xì)忾y包括一個(gè)快速關(guān)閉附件(202)、一個(gè)卸壓或過壓裝置(206)和一個(gè)燃?xì)忾y附件(204)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，一個(gè)熱交換器(159)在燃?xì)忾y(200)的上游連接在燃?xì)夤艿?130)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，在燃?xì)忾y(200)的上游有一個(gè)飽和器(150)連接到燃?xì)夤艿?130)中。
4.如權(quán)利要求3所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，所述飽和器(150)設(shè)置在熱交換器(159)的上游。
5.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，一根沖洗管道(228)緊接在燃?xì)忾y附件(204)的下游通入燃?xì)夤艿?130)中。
6.如權(quán)利要求5所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，所述沖洗管道(228)連接到一個(gè)中間儲罐(220)上。
7.如權(quán)利要求6所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，所述中間儲罐(220)通過一根輸送管道(210)連接到一個(gè)空氣分解裝置(138)上。
8.如權(quán)利要求7所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)，其特征在于，一根備用管道(224)通入輸送管道(210)中，該備用管道的輸入端連接到一個(gè)氮?dú)?U-N2，R-N2)、尤其是純氮(R-N2)緊急充入系統(tǒng)(226)上。
9.一種用于沖洗如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)的燃料系統(tǒng)(129)的方法，其特征在于，利用一種沖洗介質(zhì)(1)向燃燒室(6)方向?qū)ξ挥谌細(xì)忾y(200)與燃燒室(6)之間的燃料系統(tǒng)(129)進(jìn)行沖洗。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述沖洗介質(zhì)(1)在燃?xì)忾y(200)的下游輸入到燃?xì)忾y附件(204)與調(diào)節(jié)附件(208)之間。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，為了進(jìn)行沖洗，從一個(gè)空氣分解裝置(138)中抽取出氮?dú)?U-N2，R-N2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有一礦物燃料氣化裝置(132)的燃?xì)夂驼羝钙綑C(jī)裝置(1)。氣化裝置(132)與燃?xì)廨啓C(jī)(2)燃燒室(6)通過燃?xì)夤艿?130)連接。按照本發(fā)明，在燃?xì)夤艿?130)中連接一燃?xì)忾y(200)，該燃?xì)忾y包括一快速關(guān)閉附件(202)、一卸壓或過壓系統(tǒng)(206)和一燃?xì)忾y附件(204)。
文檔編號F02C6/18GK1401047SQ01805146
公開日2003年3月5日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月19日
發(fā)明者烏爾里克·希弗斯, 弗蘭克·漢尼曼, 克勞斯·格魯 申請人:西門子公司